JP2011200864A - 血管老化防止用飲用水、及び血管老化防止用飲用水の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】血管の老化防止に有効な飲用水を提供する。
【解決手段】飲用することにより血管の老化が防止される飲用水であって、前記飲用水は、酸化還元電位が−1000mV〜−200mV、pHが3〜7である血管老化防止用飲用水。
【選択図】なし
【解決手段】飲用することにより血管の老化が防止される飲用水であって、前記飲用水は、酸化還元電位が−1000mV〜−200mV、pHが3〜7である血管老化防止用飲用水。
【選択図】なし
Description
本発明は、血管老化防止用飲用水、及び血管老化防止用飲用水の製造方法に関する。
好気性生物の多くは、ミトコンドリアの中で、呼吸で取り入れた酸素分子と食物摂取により発生した水素および電子とから水を生成する4電子還元反応(式(1)参照)により、エネルギーを獲得している。
O2+4H++4e−→2H2O (1)
O2+4H++4e−→2H2O (1)
さて、呼吸で取り入れられた全てのO2がH2Oに変換される場合には、問題が生じない。
しかしながら、式(2)に示される如く、一部の酸素に電子が、直接、渡され、酸素分子が1電子還元される場合がある。
O2+4−→O2 − (2)
O2+4−→O2 − (2)
この生成したO2 −は、所謂、スーパーオキシドアニオンと謂われている。そして、O2 −は、不対電子を有するラジカルの一種である。このO2 −は、ラジカルである為、他の物質から電子を奪って安定化しようとする傾向が高い。従って、酸化力が高い。
そして、スーパーオキシドアニオンから種々の酸化物が生成する。生成した物の中で酸化力を有している物質が活性酸素と謂われている。この活性酸素としては、例えばスーパーオキシドアニオン(O2 −)、一重項酸素(1O2)、過酸化水素(H2O2)、ヒドロキシルラジカル(・OH)等が挙げられる。又、更には、アルコキシラジカル、ヒドロペルオキシラジカル、ペルオキシラジカル等も挙げられる。これらの活性酸素は反応性が極めて高い。そして、活性酸素は人間に種々の障害をもたらすと謂われている。このようなことから、活性酸素と疾病との関係に注目が集まり始めている。
ところで、脂質は、核酸やタンパク質よりも酸化を受け易い。そして、活性酸素、特にヒドロペルオキシラジカル(LOOH)は、細胞膜を構成する脂質の酸化により生成する。脂質過酸化は、細胞膜の構成成分であるリン脂質の不飽和脂肪酸部分に活性酸素が付加する反応である。そして、脂質部分が酸化されたLDLをマクロファージが取り込み、泡沫細胞化によって動脈硬化が起きると謂われている。動脈硬化は、良く知られた疾病の一つである。ヒドロペルオキシドラジカルからは、更に分解が進んだ二次生成物であるアルデヒド化合物などが生成する。そして、これ等の物質は、タンパク質の求核部位と反応し、複雑な修飾体が形成され、タンパク質の劣化を引き起こす。特に、脂質過酸化の初期に多量に生成するヒドロペルオキシドラジカル類は、酸化ストレスマーカとして近年関心を集めている。そして、臨床検査の分野では、生体内での活性酸素産生や臓器の酸素障害、防御機構の低下などの推測に用いられている。
これら活性酸素種(ROS:reactive oxygen species)による障害は、日常的に、細胞内で生じている。ところで、生体は、「(1) ROSの生成」、「(2) 抗酸化物質による消去」、「(3) 損傷の修復」の三つバランスの上で成り立っている。そして、ROSや酸化ストレスが老化に関与していることは以前から指摘されている。特に、ROSによって生じるヒドロペルオキシドラジカル類や過酸化脂質の増加が老化の原因であると大きく主張されている。
従って、老化を防止する為には、ROSやラジカル類を少なくすることが大事であろう。
又、ROSやラジカルの消去能力が低下すると、老化や生活習慣病が惹き起こされると謂われている。例えば、活性酸素レベルが増加すると、次の(1)〜(4)の老化現象が現れると謂われている。更には、(5)〜(7)の生活習慣病等の発現にも関与していると謂われている。
(1) 皮膚の皺
(2) 白内障
(3) 関節炎
(4) 痴呆症
(5) 動脈硬化 動脈硬化には、アテローム硬化(粥状硬化)、中膜硬化、細動脈硬化の3つのタイプが有る。フリーラジカルやROSは、最も危険なアテローム硬化を助長していると謂われている。そして、動脈硬化が進むと、高血圧症、脳卒中、狭心症、心筋梗塞等の病気が発現する可能性が高くなる。
(6) 糖尿病 インシュリンの分泌が悪くなると、血糖をコントロール出来なくなる。この為、高血糖の状態になる。これが糖尿病(インシュリン依存型)である。フリーラジカルやROSは糖尿病の発病から合併症の進展にまで関っていると謂われている。
(7) 発ガン ROSはDNAを損傷すると謂われている。DNAが損傷すると、発ガンの可能性が指摘されている。
(1) 皮膚の皺
(2) 白内障
(3) 関節炎
(4) 痴呆症
(5) 動脈硬化 動脈硬化には、アテローム硬化(粥状硬化)、中膜硬化、細動脈硬化の3つのタイプが有る。フリーラジカルやROSは、最も危険なアテローム硬化を助長していると謂われている。そして、動脈硬化が進むと、高血圧症、脳卒中、狭心症、心筋梗塞等の病気が発現する可能性が高くなる。
(6) 糖尿病 インシュリンの分泌が悪くなると、血糖をコントロール出来なくなる。この為、高血糖の状態になる。これが糖尿病(インシュリン依存型)である。フリーラジカルやROSは糖尿病の発病から合併症の進展にまで関っていると謂われている。
(7) 発ガン ROSはDNAを損傷すると謂われている。DNAが損傷すると、発ガンの可能性が指摘されている。
さて、身体中には、生成されたROSの毒性を消滅させる機能が備わっていると謂われている。酵素やビタミン類はそのような機能を奏すると謂われている。
酵素としては、例えばスーパーオキシドジスムターゼ(スーパーオキシドの分解)、グルタチオンペルオキシダーゼ(過酸化水素や脂質過酸化物の分解)、カタラーゼ(過酸化水素の分解)、ペルオキシダーゼ(過酸化水素の分解)が挙げられる。
ビタミン類としては、例えばビタミンE(脂溶性ラジカルや脂質過酸化物の補足)、ビタミンC(スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解)、βカロチン(一重項酸素の消去)、グルタチオン(スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解)、フラボノイド(スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解)、CoQ(脂溶性ラジカルや脂質過酸化物の捕捉)、メタロチオネイン(スーパーオキシドや過酸化水素の分解)が挙げられる。
特に、酵素は、身体固有の物質で、非常に重要であろう。
しかしながら、これら酵素の働きは加齢に伴って低下して行く。例えば、40歳を過ぎると、酵素活性は急速に衰えると謂われている。そして、歳を経るにつれて、酵素活性が低下する。この活性酸素消去能力を補う方法として、抗酸化性ビタミン等を摂取することが謂われている。確かに、これらの物質は、試験管内ではROSを消去すると考えられている。
さて、人体の血液中でもROSを消去できるか否かが問題である。すなわち、体内に摂取された場合において、これらの物質が血管に入り、ROSを消去できるか否かが問題である。更には、仮に、血管内に吸収されても、全身に行き渡るか否かが問題である。特に、ハイドロペルオキシドラジカルの生成を抑制できるか否かが大事である。
ところで、電解水は浸透性が高く、洗浄剤として有効であると謂われている。このようなことから、人体への応用が考えられている。そして、電解水、例えばアルカリイオン水を飲むことによって、ROSが低減すると謂われ始めている。因みに、電解によるアルカリイオン水が活性水素水と称されて販売されている。
しかしながら、活性水素の寿命はμ秒以下である。そして、活性水素が水中で安定的に長時間存在することは不可能であろう。従って、活性水素が体内におけるROSの低減に貢献しているか否かは多いに疑問であろう。
さて、上記電解によるアルカリイオン水は、一般的には、水素分子が溶解した弱アルカリ性還元水である。この還元水は、Pt製のカソード電極から白金微粒子が溶出し、この白金微粒子に付着したH2が解離したHを活性水素と称しているのであるかと思われる。しかしながら、H2の解離反応速度が小さい。従って、H2を利用する場合には、その解離反応速度を大きくして遣らねばならないであろう。
さて、これまで、アルカリイオン水をROSの消去に効果的なものとする技術は提案されていない。
そして、本発明が解決しようとする課題は、生活習慣病を改善する剤を提供することである。特に、血管の老化防止に有効な飲用水を提供することである。
さて、電解還元水の特性を評価する手法として次の事項が考えられる。
(1) pH
(2) ORP(酸化還元電位)
(3) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)還元能力
(1) pH
(2) ORP(酸化還元電位)
(3) 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)還元能力
pHとORPとは電気化学的な測定方法によるものである。そして、還元性の評価を簡便に行うことが出来る。
一般的に、電位がマイナス方向にシフトするほど、対象物に電子を与える能力が高い。即ち、還元性が高い。
又、式(3)に示される通り、水に溶解し、酸素が付加した酸化物を還元する時、水素イオンが付随する。
H2O2+2H++2e−→2H2O (3)
式(3)より、還元反応をスムースに進める為には、アルカリ性より酸性のpHが好都合であることが理解される。
H2O2+2H++2e−→2H2O (3)
式(3)より、還元反応をスムースに進める為には、アルカリ性より酸性のpHが好都合であることが理解される。
すなわち、酸性でマイナスのORPが活性酸素の還元に有効であることを理解できる。
さて、ここで、重要な点は、体内において、ROSやフリーラジカルの消去(消滅)に還元水が有効か否かと言うことである。一般的に活性酸素は不安定である。還元水の活性酸素消去能力を評価する場合、DPPHの還元反応を利用することが考えられる。DPPHは、一個の不対電子を有しており、フリーラジカルの一種である。
本発明は上記知見を基にしてなされたものである。
すなわち、前記の課題は、
飲用することにより血管の老化が防止される飲用水であって、
前記飲用水は、
酸化還元電位が−1000mV〜−200mV、
pHが3〜7である
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
飲用することにより血管の老化が防止される飲用水であって、
前記飲用水は、
酸化還元電位が−1000mV〜−200mV、
pHが3〜7である
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水であって、好ましくは、DPPHを消去する成分が0.001ミリmol/L以上含まれることを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水であって、好ましくは、溶存酸素濃度が2ppm以下であることを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水であって、好ましくは、酸化還元電位が−700mV〜−400mVであることを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水であって、好ましくは、pHが3〜6であることを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水であって、好ましくは、血圧降下が改善される飲用水であることを特徴とする血管老化防止用飲用水によって解決される。
前記血管老化防止用飲用水の製造方法であって、
電導度が50μS/cm以下で、かつ、溶存酸素濃度が2ppm以下の水を電解還元する
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水の製造方法によって解決される。
電導度が50μS/cm以下で、かつ、溶存酸素濃度が2ppm以下の水を電解還元する
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水の製造方法によって解決される。
上記飲用水は、DPPHを消去する成分が0.001ミリmol/L以上含まれていることが好ましい。特に、0.01ミリmol/L以上含まれていることが好ましい。更には、0.1ミリmol/L以上含まれていることが好ましい。上限値には、格別な制約は無いものの、通常、10mol/Lである。
又、活性酸素の還元と言う目的からして、含まれる酸素は少ない方が好ましい。すなわち、溶存酸素濃度は2ppm以下であることが好ましい。勿論、0(実質上0)であることが好ましいことは言うまでも無い。尚、溶存酸素を少なくするには、電解水に対して脱気処理を行う。これによって、溶存酸素を少なく出来る。又、電解に供する原料水に対しても、予め、脱気処理を行う。これによっても、得られる電解水の溶存酸素が少なくなる。勿論、電解前と電解後の両方で脱気処理を行えば、それだけ溶存酸素が少なくなる。
さて、上記特徴の電解還元酸性水は、生活習慣病の改善に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば糖尿病などの生活習慣病に対する改善剤として期待できる。
又、上記特徴の電解還元酸性水は、皮膚特性の改善に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば皮膚の弾力が増し、又、皮膚の色が明るくなる。又、血管の弾力性が増す。従って、血圧の低下が期待できる。
又、上記特徴の電解還元酸性水は、疲労の回復に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば運動の前後に飲用することで、体の負荷が軽減される。
上記特徴の電解還元酸性水は、電導度が50μS/cm以下で、かつ、溶存酸素濃度が2ppm以下の水を電解還元する
ことを特徴とする活性酸素消去剤の製造方法によって得られる。
ことを特徴とする活性酸素消去剤の製造方法によって得られる。
本発明になる飲用水は、血管の老化防止に効果的である。血管の弾力性が増す。従って、血圧の低下が期待できる。
図1は、本発明になる飲用水(活性酸素消去剤:電解還元酸性水)製造装置の要部(3室型電解槽)の説明図である。
同図中、1はアノード室、2はアノード室入口、3はアノード室出口、4はアノード電極、5,6は隔膜、7はカソード電極、8はカソード室出口、9はカソード室、10はカソード室入口、11は中間室、12は中間室入口、13は中間室出口である。尚、この3室型電解槽を備えた電解装置は、例えば特開2001−96275号公報や特開2001−191076号公報にても知られているから、詳細な説明は省略される。
尚、本実施形態において、アノ−ド室1と中間室11とを隔てる隔膜5、及びカソード室9と中間室11とを隔てる隔膜6として、フッ素系カチオン交換膜ナフィオン117(デュポン社製)を用いた。中間室11にはフッ素系イオン交換樹脂NR50(デュポン社製)を充填した。電極4,7として、白金メッキの80×60mm2のチタン電極を用いた。電解槽への供給水として、電導度が1μS/cmで、溶存酸素濃度が1ppm以下のの純水を用いた。電解電流は3Aとした。カソード電解水の流量は0.25L/min.とした。
そして、上記条件で電解還元水を得た。この電解還元水のpHは約4.6であった。ORPは−580mVであった。
この電解還元酸性水の経時安定性を評価した。比較の為に、中間室に微量のNaClを添加して生成した弱アルカリ性の還元水を用いた。尚、この弱アルカリ性の還元水のpHは約9、ORPは−780mVであった。この結果が図2に示される。
次に、上記電解還元酸性水のDPPH還元効果を調べた。DPPHは難溶性の為、10-3ミリmol/Lのエタノール溶液を調整した。この溶液を上記電解還元酸性水と混合した、ESRによりDPPH特有のスペクトルを測定した。その結果が図3及び図4に示される。これによれば、電解還元酸性水によってDPPH特有のスペクトルが消失している。すなわち、DPPHの不対電子に起源するフリーラジカルが還元され、消失したことが明らかである。
尚、比較になる上記弱アルカリ性の還元水を用いた場合には、DPPH特有のシグナルは消失していなかった。
さて、次に、上記特徴の電解還元酸性水を飲用した場合、体内で出来た活性酸素を除去(消滅)できるか否かのテストを行った。
測定には、有限会社ウィスマー社から販売されているフリーラジカル分析システムFRASを用いた。この分析器を用いると、血液中の酸化ストレスとして代表的な活性酸素であるヒドロペルオキシドと、抗酸化ストレスの指標とて3価鉄から2価鉄への還元力とを分析することが出来る。尚、ヒドロペルオキシラジカル(LOOH)は脂質の酸化によって出来た物質である。
ところで、体の血液中の酸化ストレスは、常に、変動している。従って、電解還元酸性水飲用の効果を評価することは困難である。そこで、運動することによって、故意に、身体の酸化ストレスを上げ、この状態にて電解還元酸性水飲用の効果を評価した。すなわち、運動時にミネラル水を飲んだ場合と、上記電解還元酸性水を飲んだ場合とで、酸化ストレスおよび抗酸化ストレスが如何に変化するかを測定した。
先ず、20代前半のスポーツ選手をエアロバイクで20サイクル運動させ、血液中の酸化ストレスと抗酸化ストレスを測定した。測定は、運動前と、運動直後と、運動の一時間後との三点で行った。尚、運動中に500mlの電解還元酸性水(pH:4.5,ORP:−560mV,DPPH消去活性種の濃度は2×10-4mol/L)を飲用させた。比較の為に、電解還元酸性水の代わりにミネラル水を飲用させた。
血液中の酸化ストレスレベルを図5に示す。血液中の抗酸化ストレスレベルを図6に示す。図5から、運動すると、血液中の酸化ストレスレベルは上昇することが判る。運動に伴い、図6に示す如く、酸化ストレスレベルが上昇する。これに伴い、抗酸化ストレスレベルが上昇し、活性酸素を消去する機能が上昇する。しかしながら、運動中に電解還元酸性水を飲むと、酸化ストレスが上昇せず、逆に、若干、低下した。従って、本発明の電解還元酸性水の効果は明白である。
又、皮膚の弾力性を調べる為、株式会社ジャパンギャルズ製のスキン測定センサーを用いた。このセンサーは、水分量、油分量、弾力性、及び明度を測定できる。尚、測定値は0〜100の間の数値で表わされる。ここでは、弾力性と明度を調べた。すなわち、電解還元酸性水(pH:4.5,ORP:−560mV,DPPH消去活性種の濃度は2×10-4mol/L)を2カ月間に亘って飲用した後、弾力性と明度を調べた。その結果を表1に示す。
これによれば、本発明になる電解還元酸性水を飲用した場合、皮膚の弾力性が向上し、かつ、明度が向上していることが判る。従って、本発明の電解還元酸性水は老化防止、即ち、若作りに効果的である。
又、血管の柔軟性を調べる為、株式会社フューチャーウェイブ製BCチェッカーを用いた。本方法では抹消血管の脈波を二次微分した波形を利用している。波形によりA〜Gまで類型化し、年代と波形との相関関係をまとめ、測定値から血管年齢を判定している。尚、BCチェッカー用の波形と年齢との相関関係を図7に示す。そして、本発明になる電解還元酸性水(pH:4.5,ORP:−560mV,DPPH消去活性種の濃度は2×10-4mol/L)を毎日1〜2L飲用し、1カ月経過した場合の血管年齢を調べたので、その結果を表2に示す。
これによれば、本発明になる電解還元酸性水の飲用により、血管年齢が若返っていることが判る。
又、本発明になる電解還元酸性水(pH:4.5,ORP:−560mV,DPPH消去活性種の濃度は2×10-4mol/L)を毎日1〜2L飲用し、4カ月経過した場合の血圧を調べたので、その結果を表3に示す。
これによれば、本発明になる電解還元酸性水の飲用により、血圧が低下していることが判る。
尚、上記においては、pHが4.5,ORPが−560mV,DPPH消去活性種の濃度が2×10-4mol/Lの電解還元酸性水によるものであったが、pHが3〜7で、ORPが−1000mV〜−200mVのものは、かなりの効果が認められるものであった。
但し、pHが3〜6の場合には、より効果的であった。そして、pHが4.0〜5.5の場合には、上記実施形態の場合と殆ど同様な効果が奏されるものであった。
又、ORPが−700mV〜−400mVの場合には、より効果的であった。そして、ORPが−600mV〜−450mVの場合には、上記実施形態の場合と殆ど同様な効果が奏されるものであった。
1 アノード室
4 アノード電極
5,6 隔膜
7 カソード電極
9 カソード室
11 中間室
4 アノード電極
5,6 隔膜
7 カソード電極
9 カソード室
11 中間室
Claims (5)
- 飲用することにより血管の老化が防止される飲用水であって、
前記飲用水は、
酸化還元電位が−1000mV〜−200mV、
pHが3〜7である
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水。 - DPPHを消去する成分が0.001ミリmol/L以上含まれる
ことを特徴とする請求項1の血管老化防止用飲用水。 - 溶存酸素濃度が2ppm以下である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2の血管老化防止用飲用水。 - 血圧が改善される飲用水である
ことを特徴とする請求項1〜請求項3いずれかの血管老化防止用飲用水。 - 請求項1〜請求項4いずれかの血管老化防止用飲用水の製造方法であって、
電導度が50μS/cm以下で、かつ、溶存酸素濃度が2ppm以下の水を電解還元する
ことを特徴とする血管老化防止用飲用水の製造方法。
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